一种快速评估电池最大放电倍率的测试方法

摘要

一种快速评估电池最大放电倍率的测试方法，其技术方案要点是：电池使用时均有工作电压范围要求，采用恒功率放电时，整个放电过程中电流是动态变化的，电流有一定的变化范围；根据电池实际类型利用功率迭代计算公式通过调整初始功率确定放电功率，使得最大可能放电电流位于该放电功率下电流工作范围的60%～90%范围为宜；根据恒功率放电测试结果，通过放电容量、电压、电流、温度变化趋势，筛选并判断最大放电电流；对筛选的最大放电电流进行恒流放电测试，通过容量、放电温升等确定该倍率放电是否合适。本发明的设计更为合理，在评估电池最大放电倍率时可节省测试时间和测试成本。

说明书

技术领域

本发明涉及电池的最大放电倍率评估及测试，特别是一种适用于电池工作电压范围较宽时确定电池的最大放电倍率评估及测试。

背景技术

近些年，随着科技的快速发展，越来越多的仪器、家用电器、玩具等用电设备被设计开发出来，其中很多都使用电池作为直接或间接的动力来源，电池在人们生活中的方方面面得到广泛的应用。不同的用电设备对电池性能有不同的要求，导致电池的容量、工作电压范围、放电倍率、放电温升、使用温度范围等等是电池选型过程中考察的重点。其中在电池选型过程中对于电池的最高放电倍率性能往往只是经验值，电池实际所能达到的最高放电倍率往往会更高。如果要确定电池所能达到的实际最高放电倍率，需要对电池进行不同倍率下的放电性能验证，在进行多次倍率性能试验后可以确定电池可以达到的最高放电倍率，进而评估我们所选的电池是否满足用电设备的倍率放电需求以及最大放电电流富裕量，而这样重复进行试验验证的方法不仅耗费时间，而且测试成本也很高。

发明内容

本发明的目的是开发一种快速、准确的反应电池最大放电电流的评估及测试方法。

本发明的技术方案是，一种快速评估电池最大放电倍率的测试方法，它包括初始功率、实验测试时恒定功率及最大放电电流的选择，其特征在于：依据电池类型确定电池工作电压范围；因电池在恒功率放电时具有电流随着电压降低而连续增大的特点，利用功率迭代计算公式通过调整初始功率挑选合适的放电功率，使得恒功率放电时电流范围包含电池可能的最大放电电流I

所述的电池种类可以是三元电池、磷酸铁锂电池、钴酸锂电池、铅酸电池、镉镍电池等二次电池或锌锰电池、锌银纽扣式等一次电池。

所述的电池工作电压范围随电池种类不同而不同，恒功率放电时对应的电流工作范围与所选电池的电压工作范围（V

所述的迭代计算，根据初始设定功率值P

所述的放电功率P

所述的在恒功率测试时电池筛选并判断的最大放电电流特点是在测试过程中电压可能会出现快速下降，电流、温度可能会出现快速上升，或者放电结束时电池的放电容量较低，这些突变点及其周围均存在着最大放电电流点的可能。如果通过恒功率放电发现电压、电流、温度或容量波动过大或过于平缓，则第一次挑选的最大可能放电电流I

所述的对恒功率放电测试中挑选的最大放电电流进行恒流放电验证，如果放电容量满足设计值，则可以确定该值为该款电池的最大放电电流值；如果不满足要求，则放电倍率选择过大，适当减小放电倍率重新测试。

本发明的有益效果是：与现有测试方法相比，本发明的优点在于：

1、本发明可通过电池一次恒功率测试观察到连续的放电电流及电压状态；

2、本发明通过迭代计算，测试前就可以将电池的最大可能放电电流I

3、本发明将恒功率测试时电流连续变化的优点和恒流测试时能够准确评估电池倍率放电性能两种测试方法的优点相结合，实现电池在粗略评估阶段的简单、快速评估和倍率验证阶段准确、可靠验证。

4、本发明在测试电池最大放电倍率过程时简单、快速、准确，与传统单纯设置多个倍率放电梯度进行测试的方法相比测试成本低、测试时间短，并且在恒功率放电时可同时获得放电容量信息及不同放电倍率条件下电压特点。

附图说明

图1是本发明所述的恒功率测试示意图。

图2是本发明所述的恒流测试示意图。

图3是本发明的工作流程图。

具体实施方式

详细描述钴酸锂电池实施例：

本发明的具体操作是：本发明的测试原理是依据P=UI，当进行恒功率放电时，电池的电压随着放电过程逐渐降低，放电电流会随着自变量U的降低而逐渐增加，因此电池一次恒功率测试可以初步表征多个倍率放电性能。一般钴酸锂电池工作电压范围为2.75V～4.2V，如果测试功率为P，则对应的放电电流工作范围为(P/4.2～P/2.75)；利用功率迭代计算公式通过调整初始功率P

所述的电池类型选择钴酸锂电池，钴酸锂电池工作电压范围为2.75V～4.2V。也可以根据使用需求灵活选择电池类型及电池工作电压范围。

所述的钴酸锂电池测试功率为P时，对应的电流工作范围宽度为P(1/2.75-1/4.2)即0.126P，P越大，对应的电流工作范围宽度越大，一次测试所能反应的倍率放电性能就越多。

所述的钴酸锂电池功率迭代计算，是根据设定功率值P

所述的放电功率P

所述的实际恒功率放电测试时判断的最大放电电流特点是在测试过程中电压可能会出现快速下降，电流、温度可能会出现快速上升，或者放电结束时电池的放电容量较低，这些突变点及其周围均存在着最大放电电流点的可能。如本实施例钴酸锂电池恒功率放电判断最大放电电流时选择位于放电过程后半段电压斜率绝对值最大位置前附近选取为宜，恒功率测试示意图见附图1，斜率绝对值最大点在3.0V左右，此时取3.0V位置前的3.2V处为判断的电池最大放电电流出现点为宜。如果通过恒功率放电发现电压、电流、温度或容量波动斜率过大或过于平缓，则第一次挑选的最大可能放电电流I

所述的对判断的最大放电电流进行恒流放电验证，恒流测试示意图见附图2，如果放电容量满足设计值，则可以确定该值为该款电池的最大放电电流值；如果不满足要求，则电流放电倍率选择过大，适当减小放电倍率进行重新测试。

本发明可根据使用者的测试需求来适当调整，可以实现快速评估不同类型电池的最大放电倍率。当待测电池实际使用电压范围调整时，只需要依据迭代公式进行适当调整，就可以确定放电测试时的功率。该方法在测试电池最大放电倍率过程简单、快速、准确，与传统方法相比测试经济性很高。

下表是钴酸锂电池功率迭代计算公式推导表。

上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。